প্রকৌশল ও প্রযুক্তি
ডানার ওপর বায়ুপ্রবাহ, বোঝার নিচে কাঠামো, তৈরির আগে চিপ, বানানোর আগে রোবট।
আজকাল আগে সিমুলেট না করে প্রায় কিছুই তৈরি হয় না। গত পঞ্চাশ বছরে সিমুলেশন বেশির ভাগ ভৌত প্রোটোটাইপের জায়গা নিয়েছে। সবচেয়ে পুরোনো রূপ, ভৌত ক্ষুদ্র মডেল, এখনো ব্যবহৃত হয়।
বায়ুগতিবিদ্যা
ডানা, গাড়ি, ভবন ও বায়ুকলের ওপর দিয়ে প্রবাহিত বাতাস।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: কতটা টান, কতটা উত্তোলন, আর প্রবাহ কোথায় আলাদা হয়ে যায়?
বাদ দেয়: টার্বুলেন্স মডেল করা হয়, আলাদা করে ধরা হয় না, তাই সূক্ষ্ম বিচ্ছেদের খুঁটিনাটি আনুমানিক।
যাতে চলে: প্রায় 1015 FLOPS মোটামুটি একটি বিশ্ববিদ্যালয় বা কর্পোরেট HPC ক্লাস্টার, প্রতিটি ক্ষেত্রে কয়েক দিনশুরুর সাল: 1962 Hess ও Smith-এর বিমানের আকারের জন্য প্যানেল পদ্ধতি
টার্বুলেন্স
একটি টার্বুলেন্ট প্রবাহের প্রতিটি ঘূর্ণি সরাসরি রেজোল্যুশনে ধরা, বৃহত্তম পাক থেকে ক্ষুদ্রতম পর্যন্ত।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: টার্বুলেন্স আসলে কী করছে, যাতে হালকা মডেল তাকে আনুমানিকভাবে ধরতে পারে?
বাদ দেয়: মাঝারি রেনল্ডস সংখ্যায় সীমিত; আসল প্রবাহ সবচেয়ে বড় যন্ত্রকেও ছাড়িয়ে যায়।
যাতে চলে: প্রায় 1017 FLOPS মোটামুটি একটি জাতীয় সুপারকম্পিউটার, একটি বড় ভাগ, কয়েক সপ্তাহের জন্যশুরুর সাল: 1972 Orszag ও Patterson-এর প্রথম ত্রিমাত্রিক সরাসরি সংখ্যাগত সিমুলেশন
ভৌত মাপের মডেল
উইন্ড টানেল, ঢেউয়ের ট্যাংক, নদীর মডেল আর কাঁপুনি-টেবিল: সবচেয়ে পুরোনো সিমুলেশন, আর সংখ্যাগত সিমুলেশন যাচাইয়ে এখনো ব্যবহার হয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: আসল প্রবাহ কি কম্পিউটারের অনুমানের সঙ্গে মেলে?
বাদ দেয়: মাপের প্রভাব মানে ছোট মডেল সবসময় পূর্ণ আকারের জিনিসের মতো আচরণ করে না।
যাতে চলে: কোনো কম্পিউটারে নয়। কোনো ডিজিটাল কম্পিউটিং নেই; তার বদলে আসল বাতাস, জল বা কাঁপানো টেবিলশুরুর সাল: 1871 Frank Wenham প্রথম বায়ু-সুড়ঙ্গগুলোর একটি বানান
গহ্বরায়ন সিমুলেশন
দ্রুত চলা তরলে জাহাজের প্রপেলার, পাম্প ও ভালভের চারপাশে বুদ্বুদ তৈরি ও সহিংসভাবে ভেঙে পড়া।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: ক্যাভিটেশন এই প্রপেলার বা পাম্পকে কোথায় ক্ষয় করবে, আর তা এড়িয়ে নকশা কীভাবে হবে?
বাদ দেয়: বুদ্বুদ ভাঙা এমন সূক্ষ্ম মাত্রায় ঘটে, যা সর্বত্র রেজোল্যুশনে ধরার সামর্থ্য বেশির ভাগ সিমুলেশনের নেই।
যাতে চলে: প্রায় 1015 FLOPS মোটামুটি একটি বিশ্ববিদ্যালয় বা জাহাজ-কারখানার ক্লাস্টার, প্রতিটি ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1988 1988 সালের মধ্যে, প্রপেলারের চারপাশে বুদ্বুদ-ঘটিত প্রবাহের প্রাথমিক গণনামূলক মডেল
বহুদশা ও পাইপলাইন প্রবাহ
পাইপলাইন, কূপ ও প্রক্রিয়া-কারখানার ভেতর দিয়ে একসঙ্গে চলা তেল, গ্যাস, জল ও স্লারি।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: পাইপলাইন কি মসৃণ চলবে, নাকি তরল আর গ্যাসের স্লাগ তাকে আটকে দেবে?
বাদ দেয়: হঠাৎ স্লাগ তৈরি হওয়া এখনো নির্ভরযোগ্যভাবে আগাম বলা সবচেয়ে কঠিন বিষয়গুলোর একটি।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি জ্বালানি কোম্পানির ক্লাস্টার, প্রতিটি পাইপলাইন-ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1979 1979 সালের মধ্যে, অফশোর তেল ও গ্যাস পাইপলাইনের জন্য প্রাথমিক বহুদশা প্রবাহ মডেল
বরফ জমার সিমুলেশন
অতিশীতল জলবিন্দু উড়ন্ত বিমানের ডানায় বা বাতাসে ঘুরতে থাকা উইন্ড টারবাইনের ব্লেডে জমে বরফ হয়ে যায়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: কতটা বরফ জমবে, আর বরফ-গলানো কি তার সঙ্গে তাল রাখবে?
বাদ দেয়: আসল মেঘ-ফোঁটার আকার ও মিশ্র-দশা বরফ আদর্শ পরীক্ষার ধারণার চেয়ে বেশি বদলায়।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি মহাকাশ-গবেষণাগারের ক্লাস্টার, প্রতিটি বরফ-জমা ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1988 1988 সালের মধ্যে, বিমানের সনদের জন্য প্রাথমিক গণনামূলক বরফ-জমা কোড
পদার্থবিদ্যা-জানা নিউরাল নেটওয়ার্ক
একটি নিউরাল নেটওয়ার্ককে এমনভাবে প্রশিক্ষণ দেওয়া হয় যে তার ফলাফল একই সঙ্গে একটি নিয়ন্ত্রক অন্তরক সমীকরণ ও পর্যবেক্ষিত তথ্য মেটায়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি নেটওয়ার্ক কি সামান্য বা কোনো জালিকা ছাড়াই একটি PDE-র সমাধান শিখতে পারে?
বাদ দেয়: স্টিফ বা টার্বুলেন্ট সমস্যায় প্রশিক্ষণ ধীর আর অনির্ভরযোগ্য।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি স্বয়ংক্রিয় অন্তরকলনসহ গ্রেডিয়েন্ট-ভিত্তিক প্রশিক্ষণশুরুর সাল: 2017 Physics informed deep learning, part I (2017) সূত্র
নিউরাল অপারেটর
একটি নেটওয়ার্ক শেখে একটি ফাংশন, যেমন একটি সীমানা শর্ত, থেকে একটি PDE-র সমাধানের ম্যাপ, তাই নতুন ইনপুটের উত্তর এক পাসেই মেলে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি প্রশিক্ষিত মডেল কি PDE-র একটি গোটা পরিবার তাৎক্ষণিকভাবে সমাধান করতে পারে?
বাদ দেয়: প্রশিক্ষণের জন্য অনেক সলভার রান দরকার এবং বহির্বেশন দুর্বল।
যাতে চলে: প্রায় 1015 FLOPS মোটামুটি ব্যয়বহুল তথ্য-উৎপাদন, তারপর দ্রুত অনুমানশুরুর সাল: 2019 DeepONet: learning nonlinear operators (2019), followed by Fourier neural operators (2020) সূত্র
গ্রাফ নেটওয়ার্ক দিয়ে শেখা সিমুলেটর
সিমুলেশন ডেটায় প্রশিক্ষিত একটি গ্রাফ নিউরাল নেটওয়ার্ক কণা বা জালিকা-নোডকে এগিয়ে নেয়, তরল, কাপড় ও কঠিন পদার্থের নকল করতে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি নিউরাল নেট কি তরল ও বিকৃতিযোগ্য বস্তুর জন্য পদার্থবিদ্যা-সমাধানকারীর জায়গা নিতে পারে?
বাদ দেয়: দীর্ঘ চালনায় ত্রুটি জমে, আর সংরক্ষণ নিশ্চিত নয়।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি সলভারের তথ্যে প্রশিক্ষণ, আরও দ্রুত রোলআউটশুরুর সাল: 2020 Learning to simulate complex physics with graph networks (2020) সূত্র
শেখা তরল সলভার
একটি কনভোলিউশনাল নেটওয়ার্ক গ্রিড তরল সমাধানকারীর চাপ-প্রক্ষেপণ ধাপের বদলে বসে, ধোঁয়া ও তরলের সিমুলেশন দ্রুত করতে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি প্রশিক্ষিত নেটওয়ার্ক কি অসংকোচনীয় প্রবাহ-সমাধানকারীকে অনেক দ্রুত করতে পারে?
বাদ দেয়: স্থিতিশীলতা আর নির্ভুলতা শুধু প্রশিক্ষণের মতো প্রবাহেই পরীক্ষা করা হয়েছে।
যাতে চলে: প্রায় 1012 FLOPS মোটামুটি সলভারের তথ্যে প্রশিক্ষণ, দ্রুত অনুমানশুরুর সাল: 2016 Accelerating Eulerian fluid simulation with convolutional networks (2016) সূত্র
তরল প্রবাহের জন্য ল্যাটিস-গ্যাস অটোমাটা
জালিকায় লাফানো কণা, সরল সংঘর্ষ-নিয়মে, যা বড় মাপে তরল বা গ্যাসের প্রবাহ পুনরুৎপাদন করে, কোনো তরল-বলবিদ্যার সমীকরণ ঢোকানো ছাড়াই।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি তরলের প্রবাহ কি একটি ল্যাটিসে সরল কণা-নিয়ম থেকে উদ্ভূত হতে পারে?
বাদ দেয়: বিচ্ছিন্ন কণা থেকে গোলমাল ও গ্যালিলীয় অপরিবর্তনীয়তার অভাব নির্ভুলতা সীমিত করে, তাই এটি প্রতিস্থাপিত হয়েছে।
যাতে চলে: প্রায় 1011 FLOPS মোটামুটি লক্ষ লক্ষ সাইটসহ একটি ল্যাটিসে বিট-ভিত্তিক নিয়ম।শুরুর সাল: 1986 Frisch, Hasslacher and Pomeau's lattice-gas automata for the Navier-Stokes equation. সূত্র
ল্যাটিস বোল্টজমান প্রবাহ সিমুলেশন
তরলকে ল্যাটিসে কণার বেগ-বণ্টন দিয়ে উপস্থাপন করা, যা প্রবাহিত হয় ও সংঘর্ষে আসে, ছিদ্রযুক্ত শিলা বা রক্তনালীর মতো জটিল জ্যামিতিতে প্রবাহ দেয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি তরল অত্যন্ত জটিল জ্যামিতির ভেতর দিয়ে কীভাবে প্রবাহিত হয়?
বাদ দেয়: পদ্ধতিটি নিম্ন মাখ সংখ্যায় সীমিত, আর সীমানার ব্যবস্থায় যত্ন লাগে।
যাতে চলে: প্রায় 1015 FLOPS মোটামুটি গ্রাফিক্স বা ক্লাস্টার হার্ডওয়্যারে কয়েক বিলিয়ন ল্যাটিস-কক্ষ।শুরুর সাল: 1988 McNamara ও Zanetti-র ল্যাটিস-গ্যাস অটোমাটা সিমুলেট করতে বোল্টজমান সমীকরণের ব্যবহার। সূত্র
বিরল-গ্যাস সরাসরি সিমুলেশন
পাতলা গ্যাসের অণু এলোমেলোভাবে চলে ও সংঘর্ষ করে, যেখানে গ্যাস অবিচ্ছিন্ন তরল হওয়ার পক্ষে খুব ফাঁকা, যেমন মহাকাশের কিনারায় বা ক্ষুদ্র নালিতে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: বায়ুমণ্ডলের কিনারায় একটি যানের চারপাশে পাতলা গ্যাস কীভাবে প্রবাহিত হয়?
বাদ দেয়: প্রতিটি সিমুলেটেড কণা কয়েক ট্রিলিয়ন আসল কণার প্রতিনিধি, তাই কম গতিতে পরিসংখ্যানগত নয়েজ বেশি।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি কয়েক বিলিয়ন সিমুলেটেড কণা।শুরুর সাল: 1963 একটি দৃঢ় গোলক গ্যাসে স্থানান্তরীয় ভারসাম্যের দিকে যাওয়ার Bird-এর সরাসরি সিমুলেশন। সূত্র
বায়ু খামারের লার্জ-এডি সিমুলেশন
একটি বায়ু খামারের ভেতর দিয়ে টার্বুলেন্ট বাতাস, প্রতিটি রোটরের বল যোগ করে, দেখতে ওয়েকগুলো কীভাবে মিথস্ক্রিয়া করে আর নিচের দিকের টারবাইনের শক্তি কমায়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি বায়ুখামার নিজের ওয়েকের কারণে কতটা শক্তি হারায়?
বাদ দেয়: টারবাইনের ব্লেডের বদলে বল-চাকতি বসানো হয়, আর ভূখণ্ড ও বায়ুমণ্ডলের স্থিতি ফল বদলে দেয়।
যাতে চলে: প্রায় 1016 FLOPS মোটামুটি কয়েক দশ টারবাইনসহ কয়েক কিলোমিটার অঞ্চলের বৃহৎ-ঘূর্ণি রান।শুরুর সাল: 2010 Calaf, Meneveau and Meyers's large-eddy simulation of fully developed wind-turbine array boundary layers. সূত্র
তরল-কাঠামো মিথস্ক্রিয়া
একটি চলমান তরল ও একটি বিকৃত হওয়া বস্তু একসঙ্গে সমাধান করা হয়, যাতে ডানা, সেতু ও ভালভের ঝাপটা, কম্পন ও ফ্লাটার অনুমান করা যায়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি নমনীয় কাঠামো তার চারপাশের প্রবাহে কীভাবে নড়ে?
বাদ দেয়: জালিকার গতি ও প্রবল সংযুক্ত-ভরের প্রভাব সংযোগকে ব্যয়বহুল ও কখনো অস্থির করে।
যাতে চলে: প্রায় 1015 FLOPS মোটামুটি প্রতিটি ধাপে পুনরাবৃত্ত যুগ্ম তরল ও কঠিন সমাধানকারী।শুরুর সাল: 1974 Hirt, Amsden ও Cook-এর সব গতির প্রবাহের জন্য স্বেচ্ছ-ল্যাগ্রাঞ্জীয়-অয়লারীয় পদ্ধতি। সূত্র
আগুনের গতিবিদ্যার বৃহৎ-ঘূর্ণি সিমুলেশন
ঘর, সুড়ঙ্গ বা ভবনে আগুনের গরম গ্যাস ও ধোঁয়া, সরল দহনসহ প্লবতাজনিত টার্বুলেন্ট প্রবাহ হিসেবে সমাধান করা, যাতে তাপ ও ধোঁয়া কীভাবে ছড়ায় তা দেখা যায়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই করিডোরে ধোঁয়া কত দ্রুত ভরবে, আর কখন মানুষ আর বেরোনোর পথ দেখতে পাবে না?
বাদ দেয়: দহন-রসায়ন ও ঝুল সরলীকৃত, আর আসল জ্বালানি, জানালা ও আসবাব শুধু আসন্নভাবে বর্ণিত।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি একটি বড় ভবনের আগুনের জন্য একটি ক্লাস্টারে কয়েক দিন।শুরুর সাল: 2000 McGrattan ও সহকর্মীদের মার্কিন জাতীয় মান ও প্রযুক্তি ইনস্টিটিউটের Fire Dynamics Simulator ব্যবহারকারী-নির্দেশিকা। সূত্র
কাঠামোগত বিশ্লেষণ
সেতু, ভবন, বিমান ও যন্ত্রাংশ বোঝা, তাপ ও কম্পনের মধ্যে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: দুর্বল বিন্দু কোথায়, আর নিরাপত্তার ফাঁক কতটা বাকি?
বাদ দেয়: ধরে নেয় আদর্শায়িত উপাদান ও বোঝা; আসল ত্রুটি পদার্থবিদ্যায় নয়, নিরাপত্তা-মার্জিনে সামলানো হয়।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি প্রকৌশল ওয়ার্কস্টেশন বা ছোট ক্লাস্টার, প্রতিটি ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1956 Turner, Clough, Martin ও Topp-এর বিমানের কাঠামো-পদ্ধতি
সংঘর্ষ সিমুলেশন
সংঘর্ষে বিকৃত হওয়া যানবাহন, ভেতরে ভার্চুয়াল যাত্রীসহ।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: ভেতরের মানুষদের কীভাবে রক্ষা করব?
বাদ দেয়: যাত্রীর আঘাত ডামি মডেল থেকে অনুমান করা হয়, আসল মানুষের টিস্যুর তারতম্য থেকে নয়।
যাতে চলে: প্রায় 1015 FLOPS মোটামুটি একটি গাড়ি-নির্মাতার HPC ক্লাস্টার, প্রতিটি সংঘর্ষ-ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1979 1979 সালের মধ্যে, জাতীয়-গবেষণাগারের এক্সপ্লিসিট সসীম-উপাদান কোড যানবাহনের সংঘর্ষ মডেল করে
বহুদেহ গতিবিদ্যা
কবজা, স্প্রিং ও গিয়ারে জোড়া অনমনীয় অংশ হিসেবে যন্ত্র: সাসপেনশন, ইঞ্জিন, রোবট বাহু।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: যান্ত্রিক ব্যবস্থাটি কি নকশা অনুযায়ী চলবে, আর বল কোথায় যায়?
বাদ দেয়: অংশগুলোকে অনমনীয় বা সামান্য নমনীয় ধরা হয়, সূক্ষ্ম কম্পন-মোড বাদ পড়ে।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি একটি প্রকৌশল ডেস্কটপ, কয়েক মিনিট থেকে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1971 Sheth ও Uicker-এর যান্ত্রিক কলকব্জা বিশ্লেষণের কম্পিউটার পদ্ধতি
শব্দবিদ্যা ও কম্পন
ঘর, ইঞ্জিন আর শহরের শব্দতরঙ্গ, আর কাঠামোর কম্পন।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই হল কি ভালো শব্দগুণ পাবে, আর এই সেতু কি শোনার মতো অনুরণন তুলবে?
বাদ দেয়: নিম্ন কম্পাঙ্কে সমস্যা হয়, যেখানে রশ্মির চেয়ে তরঙ্গের প্রভাব বেশি।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি ওয়ার্কস্টেশন বা ছোট ক্লাস্টার, প্রতিটি ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1968 Krokstad ও সহকর্মীরা রে ট্রেসিং দিয়ে ঘরের শব্দবিজ্ঞান মডেল করেন
ক্লান্তি ও ফাটলের বৃদ্ধি
লক্ষ লক্ষ ছোট বোঝা-চক্র থেকে একটি কাঠামোর ধীর ক্ষতি, ফাটল হিসেবে অনুসরণ করা হয় যা বাড়ে এবং শেষে ভেঙে পড়ে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই অংশ বদলানোর আগে কত বছর বা কত ফ্লাইট-ঘণ্টা চলে?
বাদ দেয়: নির্মাণের আসল ত্রুটি ধরে-নেওয়া আদর্শায়িত প্রাথমিক ফাটলের চেয়ে বেশি বৈচিত্র্যময়।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি প্রকৌশল ওয়ার্কস্টেশন বা ছোট ক্লাস্টার, প্রতিটি অংশে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1968 1968 সালের মধ্যে, প্রাথমিক ফ্র্যাকচার-বলবিদ্যা ক্লান্তি-আয়ু কম্পিউটার কোড
ট্রাইবোলজি ও সংস্পর্শ বলবিদ্যা
বিয়ারিং, গিয়ার ও জোড়ায় চলমান পৃষ্ঠের মধ্যে ঘর্ষণ, ক্ষয় ও তৈলাক্তকরণ।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই বেয়ারিং কতদিন চলবে, আর ঘর্ষণে কত শক্তি নষ্ট হয়?
বাদ দেয়: অণুবীক্ষণিক মাপের পৃষ্ঠের অমসৃণতা আনুমানিক ধরা হয়, প্রতিটি যন্ত্রাংশের জন্য মাপা হয় না।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি একটি প্রকৌশল ডেস্কটপ, প্রতিটি স্পর্শ-ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1970 1970 সালের মধ্যে, প্রাথমিক স্থিতিস্থাপক-জলগতীয় পিচ্ছিলকরণ কম্পিউটার মডেল
টপোলজি অনুকূলকরণ
লোডের অধীনে নকশার জায়গায় পদার্থ যোগ ও সরানো হয়, যতক্ষণ না সবচেয়ে হালকা শক্ত আকার দেখা দেয়, ছিদ্র ও ঠেকনাসহ যা প্রকৌশলী কখনো আঁকেননি।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই ভার সইতে পারে এমন সবচেয়ে হালকা আকার কোনটি?
বাদ দেয়: সর্বোত্তম আকার প্রায়ই বানানো কঠিন, আর যে লোড বিবেচনা করা হয়নি তার প্রতি ভঙ্গুর হতে পারে।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি লক্ষ লক্ষ চলকের একটি অপ্টিমাইজেশন-চক্রের ভেতরে সসীম-উপাদান সমাধান।শুরুর সাল: 1988 Bendsoe and Kikuchi's generation of optimal topologies in structural design using a homogenisation method. সূত্র
পেরিডাইনামিক ফাটল মডেলিং
একটি কঠিন বস্তু দূরত্বে ক্রিয়া করা বিন্দু হিসেবে উপস্থাপিত হয়, ফলে আগে থেকে কোনো ফাটল-পথ নির্ধারণ না করেই ফাটল শুরু হয়, শাখা মেলে ও মিশে যায়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি ফাটল ভঙ্গুর পদার্থের ভেতর দিয়ে তার পথ কীভাবে বেছে নেয়?
বাদ দেয়: মিথস্ক্রিয়ার পাল্লা আর ভাঙনের সূত্র পদার্থ অনুযায়ী মিলিয়ে নিতে হয়।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি কয়েক মিলিয়ন নোডসহ জালিহীন রান।শুরুর সাল: 2000 Silling-এর বিচ্ছিন্নতা ও দীর্ঘ-পাল্লার বলের জন্য স্থিতিস্থাপকতা তত্ত্বের পুনর্গঠন। সূত্র
কক্ষপথের ধ্বংসাবশেষ ও উপগ্রহ-সংঘর্ষ মডেলিং
উপগ্রহ, টুকরো ও রকেটের খোল কয়েক দশকের সংঘর্ষ ও ক্ষয়ের মধ্য দিয়ে অনুসরণ করা হয়, দেখতে যে তারা নিজেরাই নিজেদের খাওয়ায় কি না ও কাজের কক্ষপথ বন্ধ করে কি না।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: ধ্বংসাবশেষ একটি কক্ষপথকে ব্যবহারের অযোগ্য করে দেওয়ার আগে কত সংঘর্ষ হয়?
বাদ দেয়: ট্র্যাক না করা ছোট টুকরো, ভবিষ্যতের উৎক্ষেপণ আর প্রশমনের আচরণ অনিশ্চিত।
যাতে চলে: প্রায় 1011 FLOPS মোটামুটি অনেক কক্ষপথ-জনগোষ্ঠী জুড়ে দীর্ঘ মন্টে কার্লো রান।শুরুর সাল: 1978 Kessler ও Cour-Palais-এর কৃত্রিম উপগ্রহের সংঘর্ষের ঘনত্ব ও ধ্বংসাবশেষ-বলয় সৃষ্টি। সূত্র
যুক্ত মডেলের সহ-সিমুলেশন
একটি মোটর, গিয়ারবক্স, নিয়ন্ত্রক ও ব্যাটারির আলাদা সিমুলেশন, প্রতিটি নিজস্ব সরঞ্জামে বানানো, একসঙ্গে চালানো হয় সম্মত সময়-ধাপে উপাত্ত বিনিময় করে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: বিভিন্ন দলের তৈরি প্রতিটি উপ-ব্যবস্থার মডেল একসঙ্গে চালালে কি পুরো যন্ত্রটি কাজ করে?
বাদ দেয়: নির্দিষ্ট ধাপে তথ্য বিনিময় সংখ্যাগত ত্রুটি যোগ করে, আর স্টিফ যুগ্মন অস্থির হয়ে যেতে পারে।
যাতে চলে: প্রায় 1010 FLOPS মোটামুটি একটি যানবাহন-চক্রের জন্য ওয়ার্কস্টেশনে কয়েক ঘণ্টা।শুরুর সাল: 2011 Blochwitz and colleagues' Functional Mock-up Interface for tool-independent exchange of simulation models. সূত্র
সার্কিট সিমুলেশন
একটি ইলেকট্রনিক সার্কিটের প্রতিটি ভোল্টেজ ও কারেন্ট, ট্রানজিস্টর ধরে ধরে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: সার্কিটটি কি কাজ করে, আর কতটা বিদ্যুৎ টানে?
বাদ দেয়: উপাদান মডেল মেলানো আসন্নকরণ; আসল সিলিকন চিপে চিপে বদলায়।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি একটি প্রকৌশল ডেস্কটপ, প্রতিটি চিপ-খণ্ডে কয়েক মিনিটশুরুর সাল: 1973 Berkeley-তে Nagel ও Pederson-এর SPICE, একটি সাধারণ সার্কিট সিমুলেশন প্রোগ্রাম
চিপের যুক্তি সিমুলেশন
একটি ডিজিটাল চিপ নকশা তৈরির আগে একবারে একটি ক্লক চক্র করে চালানো হয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: তৈরির খরচ হওয়ার আগে কি চিপ সঠিক ফল গণনা করে?
বাদ দেয়: সময় আনুমানিক; একটি কাজ করা সিমুলেশনও তৈরির পরে ব্যর্থ হতে পারে।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি নকশা ওয়ার্কস্টেশন বা ছোট সার্ভার ক্লাস্টার, প্রতিটি চালনায় কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1965 1965 সালের মধ্যে, প্রাথমিক গেট-স্তরের সিমুলেটর ডিজিটাল যুক্তি-নকশা যাচাই করে
তড়িৎচুম্বকবিদ্যা
অ্যান্টেনা, সার্কিট ও আলোকীয় যন্ত্রের চারপাশে রেডিও তরঙ্গ, আলো ও ক্ষেত্র।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই অ্যান্টেনা কতটা ভালো বিকিরণ করে, আর এই যন্ত্র কি ব্যাঘাত ফাঁস করে?
বাদ দেয়: জালিকার সীমার কাছে সূক্ষ্ম জ্যামিতিক খুঁটিনাটি মসৃণ হয়ে যায়।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি ওয়ার্কস্টেশন বা ক্লাস্টার, প্রতিটি নকশায় কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1966 Kane Yee-র সসীম-ব্যবধান সময়-ক্ষেত্র পদ্ধতি
কম্পিউটার নেটওয়ার্ক সিমুলেশন
রাউটার, লিংক ও প্রোটোকলের ভেতর দিয়ে বয়ে চলা প্যাকেট।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: নেটওয়ার্ক কি দ্বিগুণ ট্রাফিক সামলাতে পারে?
বাদ দেয়: উৎপাদন নেটওয়ার্কে দেখা আসল হার্ডওয়্যারের খামখেয়ালি ও যান চলাচলের ধরন সরল করে।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি একটি ডেস্কটপ বা ছোট সার্ভার, কয়েক মিনিট থেকে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1964 Leonard Kleinrock-এর প্যাকেট নেটওয়ার্কের সারি-বিশ্লেষণ
অনুকরণ ও ভার্চুয়াল মেশিন
একটি যন্ত্র আরেকটিকে নিখুঁতভাবে অনুকরণ করে, নির্দেশ ধরে ধরে, যাতে তার সফটওয়্যার অপরিবর্তিত চলে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: আমাদের হাতের হার্ডওয়্যারে কি আমরা এই পুরোনো বা ভবিষ্যৎ ব্যবস্থা চালাতে পারি?
বাদ দেয়: সতর্কভাবে অপ্টিমাইজ না করলে আসল হার্ডওয়্যারের চেয়ে ধীর চলে।
যাতে চলে: প্রায় 1012 FLOPS মোটামুটি একটি ডেস্কটপ কম্পিউটার, রিয়েল টাইমে বা তার চেয়ে দ্রুতশুরুর সাল: 1963 1963 সালের মধ্যে, প্রাথমিক নির্দেশ-সেট সিমুলেটর কম্পিউটার নকশা তৈরির আগেই পরীক্ষা করে
অর্ধপরিবাহী যন্ত্র সিমুলেশন
একটি একক ট্রানজিস্টরের ভেতরে ইলেকট্রন ও ডোপান্ট পরমাণু, সার্কিট-স্তরের মডেলে রূপান্তরের আগে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই ট্রানজিস্টরের আকৃতি ও ডোপিং কীভাবে তার সুইচিং বদলাবে?
বাদ দেয়: সবচেয়ে ছোট ট্রানজিস্টর-মাপে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কোয়ান্টাম প্রভাব সরল করে।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি অর্ধপরিবাহী কোম্পানির ক্লাস্টার, প্রতিটি যন্ত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1964 Gummel-এর বাইপোলার ট্রানজিস্টরের সংখ্যাগত মডেল
নেটওয়ার্ক ডিজিটাল যমজ
একটি যোগাযোগ নেটওয়ার্কের ভার্চুয়াল অনুলিপি, আসলটির সঙ্গে তাল মিলিয়ে রাখা, পরিবর্তন প্রয়োগের আগে পরীক্ষায় ব্যবহৃত।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই পরিবর্তন করলে নেটওয়ার্কের কী হতো?
বাদ দেয়: বিশ্বস্ততা টেলিমেট্রির ওপর নির্ভর করে, আর পরিসর সীমিত।
যাতে চলে: প্রায় 1012 FLOPS মোটামুটি প্যাকেট-স্তর বা শেখা মডেলশুরুর সাল: 2021 Digital twin networks: a survey (2021) সূত্র
আলোকীয় লিথোগ্রাফি সিমুলেশন
আলো একটি মাস্কের ভেতর দিয়ে আলোক-সংবেদী ফিল্মে পড়ে, যাতে চিপে ছাপা সার্কিট-নকশার পূর্বাভাস পাওয়া যায়, ঝাপসা ও রেজিস্ট রসায়নসহ।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: মাস্কের নকশা কি চিপে ঠিক যেমনটি চাওয়া হয়েছে তেমন ছাপা হবে?
বাদ দেয়: ক্ষুদ্র মাপে রেজিস্ট রসায়ন ও সম্ভাবনাভিত্তিক ফোটন-প্রভাব আসন্ন করা হয়।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি একটি স্তরের জন্য পূর্ণ-চিপ সিমুলেশন।শুরুর সাল: 1975 Dill-এর রেজিস্টের আলোক লিথোগ্রাফি এক্সপোজার মডেল। সূত্র
অর্ধপরিবাহী প্রক্রিয়া সিমুলেশন
ট্রানজিস্টরের তৈরির ধাপ, যেমন আয়ন প্রবেশ, ব্যাপন আর জারণ, যন্ত্র-মডেলের আগেই ডোপিং প্রোফাইল আর আকার অনুমান করতে অনুসরণ করা হয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি নির্দিষ্ট তৈরির রেসিপি কোন ডোপান্ট প্রোফাইল আর আকার দেয়?
বাদ দেয়: বিন্দু-ত্রুটি ও ইন্টারফেস মডেলের প্রতিটি নতুন প্রক্রিয়ার বিপরীতে ক্যালিব্রেশন দরকার।
যাতে চলে: প্রায় 1012 FLOPS মোটামুটি দ্বি- বা ত্রিমাত্রিক ব্যাপন আর বিক্রিয়ার সমাধান।শুরুর সাল: 1979 সম্পূর্ণ IC তৈরির প্রক্রিয়ার কম্পিউটার সিমুলেশনের জন্য Antoniadis ও Dutton-এর মডেল। সূত্র
প্রসেসরের তাপ মডেলিং
একটি চিপ ও তার প্যাকেজের স্তরগুলোর ভেতর দিয়ে তাপের প্রবাহ, কার্যকরী ব্লকের বদলাতে থাকা শক্তি দ্বারা চালিত, যাতে হট স্পট খুঁজে বের করা ও থ্রটলিং ঠিক করা যায়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: কাজের চাপ বদলালে প্রসেসর কোথায় অতিরিক্ত গরম হয়?
বাদ দেয়: মডেলটি বিদ্যুৎ-খরচের অনুমান ব্যবহার করে, আর প্যাকেজ ও শীতলীকরণের খুঁটিনাটি এক জায়গায় জড়ো করা।
যাতে চলে: প্রায় 108 FLOPS মোটামুটি একটি সংক্ষিপ্ত তাপীয় নেটওয়ার্ক, যা কয়েক সেকেন্ডে চলে।শুরুর সাল: 2003 Skadron ও সহকর্মীদের সংক্ষিপ্ত তাপ-মডেলসহ তাপমাত্রা-সচেতন ক্ষুদ্র-স্থাপত্য। সূত্র
আলোক-স্ফটিকের ব্যান্ড-কাঠামো গণনা
পর্যায়বৃত্ত পরাবৈদ্যুতিক বিন্যাসে আলো, কোন কম্পাঙ্ক চলতে পারে ও পারে না তার জন্য সমাধান করা, ওয়েভগাইড ও ফিল্টার নকশা করতে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি পর্যায়ক্রমিক কাঠামো আলোর কোন রং আটকাতে পারে?
বাদ দেয়: নিখুঁত পর্যাবৃত্তি ধরে নেওয়া হয়, তাই বিশৃঙ্খলা, ক্ষতি ও সসীম আকার আলাদাভাবে যোগ করা হয়।
যাতে চলে: প্রায় 1010 FLOPS মোটামুটি প্রতিটি তরঙ্গ-ভেক্টরের জন্য সমতল-তরঙ্গ আইগেনমান সমাধান।শুরুর সাল: 1990 Ho, Chan ও Soukoulis-এর পর্যায়বৃত্ত পরাবৈদ্যুতিক কাঠামোয় আলোকীয় ফাঁকের প্রদর্শন। সূত্র
স্তূপাকার চিপের তাপীয় মডেলিং
উল্লম্বভাবে সাজানো সিলিকনের স্তরের ভেতর দিয়ে তাপের চলাচল, মাঝখানে তরল দিয়ে ঠান্ডা করা, স্তূপের নকশা ঠিক করার মতো দ্রুত সমাধান করা।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: শীতলকারী তরলের চ্যানেলসহ চিপের একটি স্তূপ কি প্রতিটি স্তরকে তার সীমার নিচে রাখতে পারে?
বাদ দেয়: আসল চিপে মডেলের ঘরের চেয়ে অনেক ছোট হট স্পট থাকে, তাই সর্বোচ্চ তাপমাত্রা কম অনুমান হতে পারে।
যাতে চলে: প্রায় 108 FLOPS মোটামুটি ওয়ার্কস্টেশনে কয়েক মিনিট।শুরুর সাল: 2010 Sridhar ও সহকর্মীদের 3D-ICE: স্তরের মাঝে তরল শীতলীকরণসহ ত্রিমাত্রিক চিপের জন্য সংক্ষিপ্ত অস্থায়ী তাপীয় মডেল। সূত্র
রোবট সিমুলেশন
ফিজিক্স ইঞ্জিনে সিমুলেটেড সেন্সর ও মোটরসহ রোবট, আসল জগৎ ছোঁয়ার আগে প্রশিক্ষিত বা পরীক্ষা করা।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: সিমুলেশনে শেখা কোনো নিয়ন্ত্রক কি আসল রোবটে কাজ করবে?
বাদ দেয়: আসল জগতে স্পর্শ ও ঘর্ষণ এখনো ঠিকঠাক মেলানো কঠিন।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি জিপিইউসহ একটি ডেস্কটপ, রিয়েল টাইমে বা তার চেয়ে দ্রুতশুরুর সাল: 1983 1983 সালের মধ্যে, প্রাথমিক অফলাইন-প্রোগ্রামিং সিমুলেটর শিল্প-রোবট বাহুর পরিকল্পনা করে
স্বয়ংচালিত যানবাহন পরীক্ষা
স্বচালিত সফটওয়্যার বিরল ও বিপজ্জনক পরিস্থিতির ভেতর দিয়ে কয়েক মিলিয়ন ভার্চুয়াল কিলোমিটার চালায়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: ব্যবস্থাটি দশ লক্ষ কিলোমিটারে একবার ঘটা পরিস্থিতি কীভাবে সামলায়?
বাদ দেয়: বিরল বাস্তব-জগতের পরিস্থিতি ধরা এখনো কঠিন, যত ভার্চুয়াল কিলোমিটারই চালানো হোক।
যাতে চলে: প্রায় 1015 FLOPS মোটামুটি ক্লাউড জিপিইউ সার্ভারের একটি বহর, সমান্তরালে চালানোশুরুর সাল: 2004 প্রাথমিক মার্কিন স্বচালিত যান গ্র্যান্ড চ্যালেঞ্জের জন্য সিমুলেশন সহায়তা
ঝাঁক রোবটিক্স
অনেক সরল রোবট স্থানীয় নিয়মে সমন্বয় করে, প্রায়ই পতঙ্গ থেকে ধার-করা নিয়মে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একশোটি সস্তা রোবট কি এমন কিছু করতে পারে যা একটি দামি রোবট পারে না?
বাদ দেয়: সরল সিমুলেটেড রোবট আসল সেন্সরের গোলমাল ও ব্যাটারির সীমা ধরে না।
যাতে চলে: প্রায় 1012 FLOPS মোটামুটি একটি ল্যাপটপ, দশ থেকে শত শত রোবট সিমুলেট করছেশুরুর সাল: 1989 ঝাঁক-বুদ্ধিমত্তা ও সেলুলার রোবটবিদ্যায় Gerardo Beni-র আদি কাজ
ডিজিটাল যমজ
একটি সিমুলেশন, যা একটি আসল যন্ত্র, কারখানা বা ভবনের সরাসরি সেন্সর-তথ্য দিয়ে অবিরাম তাল মিলিয়ে চলে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: কী বিকল হতে চলেছে, আর এই সেটিং বদলালে কী হবে?
বাদ দেয়: নির্ভুলতা তাকে দেওয়া সেন্সর-তথ্যে সীমাবদ্ধ; ফাঁক ও সরে যাওয়া জমতে থাকে।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি একটি ক্লাউড সার্ভার, যা অবিরাম একটি কারখানার মডেল হালনাগাদ করছেশুরুর সাল: 2002 Michael Grieves একটি পণ্যকে একটি সজীব ভার্চুয়াল মডেলের সঙ্গে জুড়ে দেওয়ার প্রস্তাব করেন
গ্রহ-রোভারের চলাচল
অন্য এক জগতে ঢিলা মাটি ও পাথরের সঙ্গে একটি রোভারের চাকা ও বাহুর মিথস্ক্রিয়া, সেখানে চালানোর আগেই।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: রোভার কি আটকে যাবে, আর তার বাহু কি নমুনায় পৌঁছাতে পারবে?
বাদ দেয়: পৃথিবীর বাইরের মাটি মাত্র হাতে-গোনা অবতরণ-স্থান থেকে জানা, তাই তার আচরণ বহির্গণনা করা হয়।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি একটি মহাকাশ সংস্থার ক্লাস্টার, প্রতিটি ভূখণ্ড-ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1997 প্রথম সফল মঙ্গল রোভারকে সহায়তা করা চাকা-মাটির সিমুলেশন
এক্সোস্কেলিটন ও কৃত্রিম অঙ্গের নিয়ন্ত্রণ
একটি পরিধেয় যন্ত্র ও একটি মানুষের শরীর একসঙ্গে নড়ছে, কেউ পরার আগেই নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ঠিক করা হয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: যন্ত্রটি কি পরিধানকারীর নড়াচড়ায় সাহায্য করবে, নাকি উল্টো বাধা দেবে?
বাদ দেয়: সিমুলেটেড দেহ কদাচিৎ একজনের নির্দিষ্ট আঘাত বা চলনভঙ্গি ঠিকঠাক ধরে।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি একটি গবেষণাগারের ডেস্কটপ, প্রতিটি পরীক্ষায় রিয়েল টাইমেশুরুর সাল: 1990 1990 সালের মধ্যে, গবেষণাগারে প্রাথমিক চালিত-এক্সোস্কেলিটন নিয়ন্ত্রণ সিমুলেশন
GPU-সমান্তরাল রোবট শেখার পরিবেশ
একটি GPU-তে হাজার হাজার সিমুলেটেড রোবট একসঙ্গে চলে, যাতে একটি রিইনফোর্সমেন্ট-লার্নিং নীতি কয়েক মিনিটে প্রশিক্ষিত হয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: বিশাল সমান্তরাল সিমুলেশন ব্যবহার করে একটি রোবট-নীতি কত দ্রুত শেখা যায়?
বাদ দেয়: স্পর্শ-পদার্থবিদ্যা সরলীকৃত, তাই স্থানান্তরে সতর্কতা দরকার।
যাতে চলে: প্রায় 1015 FLOPS মোটামুটি GPU-তে হাজার হাজার সমান্তরাল পদার্থবিজ্ঞান পরিবেশশুরুর সাল: 2021 Isaac Gym: high performance GPU-based physics simulation for robot learning (2021) সূত্র
ডোমেইন র্যান্ডমাইজেশনে সিম-থেকে-বাস্তব প্রশিক্ষণ
একটি নীতিকে এমন একটি সিমুলেটরে প্রশিক্ষণ দেওয়া হয়, যার চেহারা ও পদার্থবিদ্যা এলোমেলোভাবে বদলায়, যাতে সেটি আসল জগতে কাজ করে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: শুধু সিমুলেশনে প্রশিক্ষিত একটি নীতি কি একটি আসল রোবটে কাজ করতে পারে?
বাদ দেয়: র্যান্ডমাইজেশন পরিসর আসল ব্যবধান ঢাকতে হবে, যা জানা কঠিন।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি বড় র্যান্ডমাইজড প্রশিক্ষণ-রানশুরুর সাল: 2017 Domain randomization for transferring deep neural networks from simulation to the real world (2017) সূত্র
অন্তরকলনযোগ্য পদার্থবিদ্যা সিমুলেশন
একটি পদার্থবিদ্যা ইঞ্জিন এমনভাবে লেখা, যাতে গ্রেডিয়েন্ট স্পর্শ ও গতির ভেতর দিয়ে ফিরে আসে, ফলে নকশা বা নিয়ন্ত্রককে গ্রেডিয়েন্ট-অবতরণে ঠিক করা যায়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: ফল ভালো করতে এই নিয়ন্ত্রক বা নকশা কীভাবে বদলানো উচিত?
বাদ দেয়: কঠিন সংস্পর্শের মধ্য দিয়ে গ্রেডিয়েন্ট বিক্ষিপ্ত বা বিভ্রান্তিকর হয়।
যাতে চলে: প্রায় 1012 FLOPS মোটামুটি বহু সিমুলেশন-ধাপের মধ্য দিয়ে পিছনমুখী পাসশুরুর সাল: 2016 A differentiable physics engine for deep learning in robotics (2016) সূত্র
প্রতিপক্ষমূলক গাড়ি-চালনার দৃশ্যকল্প তৈরি
একটি অপ্টিমাইজার রেকর্ড করা দৃশ্যে অন্য সড়ক-ব্যবহারকারীদের পথ নাড়িয়ে দেয়, যেসব পরিস্থিতিতে স্বয়ংচালিত ব্যবস্থা ব্যর্থ হয় তা খুঁজতে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: কোন বাস্তবসম্মত পরিস্থিতি একটি স্বয়ংচালন ব্যবস্থাকে ব্যর্থ করে?
বাদ দেয়: যে দৃশ্যকল্প ব্যবস্থাটিকে ব্যর্থ করে, তা আসল রাস্তায় প্রায় কখনোই নাও ঘটতে পারে, তাই ব্যর্থতা কতবার ঘটে সে বিষয়ে এটি সামান্যই বলে।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি অনেক বদ্ধ-লুপ সিমুলেশন রানশুরুর সাল: 2021 AdvSim: generating safety-critical scenarios for self-driving vehicles (2021) সূত্র
সেন্সর মডেলসহ উন্মুক্ত ড্রাইভিং সিমুলেটর
ট্রাফিক, আবহাওয়া এবং সিমুলেটেড ক্যামেরা ও লিডারসহ একটি গেম-ইঞ্জিনের জগৎ, স্বয়ংচালিত গাড়ি তৈরি ও পরীক্ষার জন্য।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি ড্রাইভিং ব্যবস্থা নানা পরিস্থিতিতে কীভাবে দেখবে ও কাজ করবে?
বাদ দেয়: সেন্সর ও যান চলাচলের বাস্তবতা আসল জগতের সঙ্গে ঠিক মেলে না।
যাতে চলে: প্রায় 1012 FLOPS মোটামুটি GPU-তে রিয়েল-টাইম রেন্ডারিংশুরুর সাল: 2017 CARLA: an open urban driving simulator (2017) সূত্র
শেখা পা-যুক্ত রোবটের চলন
একটি রিইনফোর্সমেন্ট-লার্নিং নীতিকে পদার্থবিদ্যা সিমুলেটরে একটি পা-যুক্ত রোবটের হাঁটা ও দৌড়ানোর জন্য প্রশিক্ষণ দেওয়া হয়, তারপর আসল যন্ত্রে সরানো হয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি রোবট কি সিমুলেশনে হাঁটা শিখে আসল মাটিতে ভারসাম্য রাখতে পারে?
বাদ দেয়: পায়ের স্পর্শ, মোটরের বিলম্ব ও মাটির নরমতা মডেল থেকে ভিন্ন, তাই সিমুলেশনে কাজ করা নীতি যন্ত্রে ব্যর্থ হতে পারে।
যাতে চলে: প্রায় 1016 FLOPS মোটামুটি প্রতি চলনভঙ্গির জন্য GPU-র কয়েক ঘণ্টা থেকে কয়েক দিন।শুরুর সাল: 2018 Tan ও সহকর্মীদের চার-পা রোবটের চটপটে চলাচলের সিম-টু-রিয়েল শিক্ষণ। সূত্র
শেখা মানবাকৃতি রোবটের চলন
দুই পায়ের মানুষ-আকৃতির একটি রোবটের জন্য একটি স্নায়বিক নিয়ন্ত্রককে সিমুলেশনে প্রশিক্ষণ দেওয়া হয়, বহু ধরনের ভূপৃষ্ঠে হাঁটতে, নিজের অনুভূতির ইতিহাস ব্যবহার করে মানিয়ে নিতে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি হিউম্যানয়েড কি কোনো আসল পরীক্ষা ছাড়াই শেখা নীতি দিয়ে সিঁড়ি, ঘাস ও ঢালে বাইরে হাঁটতে পারে?
বাদ দেয়: একটি পূর্ণ আকারের হিউম্যানয়েডের পড়ে যাওয়া বিপজ্জনক ও ব্যয়বহুল, তাই পরীক্ষা সতর্ক এবং নীতির সীমা মানচিত্রিত নয়।
যাতে চলে: প্রায় 1017 FLOPS মোটামুটি একটি GPU ক্লাস্টারে কয়েক দিন।শুরুর সাল: 2023 Radosavovic ও সহকর্মীদের রিইনফোর্সমেন্ট লার্নিং দিয়ে বাস্তব-জগতে মানবাকৃতি রোবটের চলন। সূত্র
ড্রোন-উড়ান সিমুলেশন
রোটর, সেন্সর আর ক্যামেরাসহ ছোট আকাশযান সিমুলেটেড বাতাস ও পদার্থবিজ্ঞানের মধ্যে রেন্ডার করা দৃশ্যের ভেতর দিয়ে ওড়ে, যাতে স্বয়ংক্রিয়ভাবে চলার ক্ষমতা তৈরি করা যায় আর নিরাপদে পরীক্ষা করা যায়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: মাটি ছাড়ার আগেই এই ফ্লাইট সফটওয়্যার কি ড্রোনকে স্থির রাখবে আর বাধা এড়াবে?
বাদ দেয়: মাটির কাছাকাছি, দমকা হাওয়ায় ও বাধার মধ্যে বায়ুগতিবিদ্যা সরলীকৃত, তাই প্রান্তিক ক্ষেত্র কেবল আসল ড্রোনেই দেখা দেয়।
যাতে চলে: প্রায় 1012 FLOPS মোটামুটি গেমিং-শ্রেণির GPU-তে রিয়েল টাইমে, বা সমান্তরালে হাজার হাজার রান।শুরুর সাল: 2017 Shah ও সহকর্মীদের AirSim, আকাশ ও ভূমির যানের দৃশ্য ও ভৌত সিমুলেশন। সূত্র
শেখা ড্রোন রেসিং
একটি নিয়ন্ত্রণ নীতিকে সিমুলেশনে প্রশিক্ষণ দেওয়া হয়, যাতে একটি কোয়াডরোটর গতির সীমায় রেসিং কোর্সে উড়তে পারে, তারপর সেটি আসল বিমানে ওড়ানো হয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি শেখা নিয়ন্ত্রক কি একজন মানুষ চ্যাম্পিয়ন পাইলটের চেয়ে দ্রুত উড়তে পারে?
বাদ দেয়: পথটি জানা আর আলোকিত, তাই অচেনা জায়গায় বা খারাপ পরিস্থিতিতে নীতিটি কাজ করে তা দেখানো হয়নি।
যাতে চলে: প্রায় 1016 FLOPS মোটামুটি সিমুলেশনে GPU প্রশিক্ষণের কয়েক দিন।শুরুর সাল: 2023 Kaufmann ও সহকর্মীদের গভীর রিইনফোর্সমেন্ট লার্নিং দিয়ে চ্যাম্পিয়ন-মানের ড্রোন রেসিং। সূত্র
নরম রোবটের সিমুলেশন
রবারের মতো উপাদানে তৈরি একটি রোবটকে সসীম উপাদান পদ্ধতিতে বিকৃতিযোগ্য কঠিন বস্তু হিসেবে এতটা দ্রুত মডেল করা হয়, যে রিয়েল টাইমে তাকে নিয়ন্ত্রণ করা যায়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: নরম বাহু একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে পৌঁছাতে কক্ষগুলোর বায়ুচাপ কীভাবে বদলাতে হবে?
বাদ দেয়: রাবারের ধর্ম তাপমাত্রা ও বয়সের সঙ্গে বদলায়, আর মডেলের গতির জন্য মোটা জালিকা দরকার।
যাতে চলে: প্রায় 109 FLOPS মোটামুটি ওয়ার্কস্টেশনে রিয়েল-টাইমে।শুরুর সাল: 2013 Duriez's control of elastic soft robots based on a real-time finite element method. সূত্র
স্পর্শ সেন্সরের সিমুলেশন
ক্যামেরাভিত্তিক ত্বক-সেন্সর বস্তুতে চাপ দিলে যে স্পর্শের ছবি তুলত, তা সিমুলেশনে রেন্ডার করা হয়, যাতে রোবটের হাত অনুভব করতে শিখতে পারে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি রোবট কি আসল সেন্সর ক্ষইয়ে না ফেলে স্পর্শে জিনিস সামলানো শিখতে পারে?
বাদ দেয়: জেলের নরম বিকৃতি আনুমানিকভাবে রেন্ডার করা হয়, তাই সূক্ষ্ম টেক্সচারে সিম-টু-রিয়েল ফাঁক বেশি।
যাতে চলে: প্রায় 1010 FLOPS মোটামুটি গেমিং-শ্রেণির GPU-তে রিয়েল-টাইমে।শুরুর সাল: 2020 Wang ও সহকর্মীদের TACTO, দৃষ্টিভিত্তিক স্পর্শ-সেন্সরের জন্য একটি দ্রুত ওপেন-সোর্স সিমুলেটর। সূত্র
মহাকাশযানের গতিপথ
সূর্য, গ্রহ ও চাঁদের মহাকর্ষের ভেতর দিয়ে পথ, মহাকর্ষ-সহায়তাসহ।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই চাঁদে যাওয়ার সবচেয়ে সস্তা পথ কোনটি, আর কখন উৎক্ষেপণ করব?
বাদ দেয়: ধরে নেয় জানা মহাকর্ষ ও কোনো বিঘ্ন নেই; আসল দিকনির্ণয়ে তবু গতিপথ সংশোধন দরকার হয়।
যাতে চলে: প্রায় 1012 FLOPS মোটামুটি একটি ল্যাপটপ, প্রতিটি প্রার্থী গতিপথে কয়েক সেকেন্ডশুরুর সাল: 1959 প্রথম চাঁদ-অভিযানের জন্য প্রাথমিক গতিপথ-গণনা
বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ
একটি মহাকাশযান প্রতি সেকেন্ডে বহু কিলোমিটার বেগে বায়ুমণ্ডলে আঘাত হানছে, চারপাশে শক-তরঙ্গ ও তাপসহ।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: তাপ-ঢাল কি টিকে যাবে?
বাদ দেয়: চরম গতিতে বিরল প্রবাহ-রসায়ন এখনো অনিশ্চয়তার সক্রিয় উৎস।
যাতে চলে: প্রায় 1015 FLOPS মোটামুটি একটি জাতীয় বা বিশ্ববিদ্যালয়ের HPC ক্লাস্টার, প্রতিটি ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1958 1958 সালের মধ্যে, প্রাথমিক ব্যালিস্টিক-ক্ষেপণাস্ত্রের পুনঃপ্রবেশ-তাপ গণনা
ব্যাটারি ও জ্বালানি কোষ
একটি কোষ চার্জ হওয়া ও পুরোনো হওয়ার সময় আয়ন ও ইলেকট্রন ইলেকট্রোড ও ইলেকট্রোলাইটের ভেতর দিয়ে চলে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: ব্যাটারির ক্ষয় না বাড়িয়ে চার্জ কীভাবে দ্রুততর করা যায়?
বাদ দেয়: হাজার হাজার চক্রের ক্ষয় এখনো বহির্গণনা করা হয়, পুরোপুরি সিমুলেট করা হয় না।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি বিশ্ববিদ্যালয় ক্লাস্টার, প্রতিটি কোষ-নকশায় কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1993 Doyle, Fuller ও Newman-এর ছিদ্রযুক্ত-ইলেকট্রোড ব্যাটারি মডেল
রকেট ইঞ্জিন সিমুলেশন
রকেট ইঞ্জিনের নজলের ভেতর দিয়ে প্রসারিত হওয়া গরম দহন-গ্যাস, আর যে দেয়ালকে তা সহ্য করতে হয় তাতে ফেলা তাপ।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই ইঞ্জিন কতটা থ্রাস্ট দেয়, আর নজল ও দেয়াল কি তাপ সহ্য করবে?
বাদ দেয়: দহন-অস্থিরতা, যেখানে শিখা নিজেই দুলতে শুরু করে, এখনো অনুমান করা কঠিন।
যাতে চলে: প্রায় 1016 FLOPS মোটামুটি একটি মহাকাশ সংস্থা বা কোম্পানির সুপারকম্পিউটারের অংশ, প্রতিটি ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1968 1968 সালের মধ্যে, রকেট দহন-কক্ষের প্রাথমিক গণনামূলক মডেল
মহাকাশযানের তাপ ও বিদ্যুৎ সিমুলেশন
সূর্যালোক, ছায়া ও ভেতরের যন্ত্রপাতি বদলানোর সঙ্গে সঙ্গে একটি উপগ্রহের ভেতর দিয়ে তাপ ও বিদ্যুৎ-শক্তির চলাচল।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: মহাকাশযানের প্রতিটি অংশ কি নিরাপদ তাপমাত্রা আর বিদ্যুতের বাজেটের মধ্যে থাকবে?
বাদ দেয়: ধরে নেয় পৃষ্ঠ প্রত্যাশামতো পুরোনো হয় ও ক্ষয় হয়, যা কক্ষপথে কয়েক বছর সবসময় নিশ্চিত করে না।
যাতে চলে: প্রায় 1012 FLOPS মোটামুটি একজন উপগ্রহ প্রকৌশলীর ডেস্কটপ, প্রতিটি কক্ষপথ-ক্ষেত্রে কয়েক মিনিটশুরুর সাল: 1965 1965 সালের মধ্যে, কক্ষপথে থাকা উপগ্রহের প্রাথমিক তাপ-ভারসাম্য মডেল
সৌর ও বায়ু খামারের উৎপাদন সিমুলেশন
এক বছরের সূর্যালোক বা বাতাস একটি খামারের প্যানেল বা টারবাইনের সঙ্গে মিলিয়ে দেখা হয়, কতটা শক্তি উৎপন্ন হবে তা অনুমান করতে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই খামার আসলে কত বিদ্যুৎ তৈরি করবে, আর তা কি বানানোর যোগ্য?
বাদ দেয়: একটি অস্বাভাবিক আবহাওয়ার বছর তবু দীর্ঘমেয়াদি গড় থেকে তীব্রভাবে সরে যেতে পারে।
যাতে চলে: প্রায় 1012 FLOPS মোটামুটি একটি ডেভেলপারের ডেস্কটপ, প্রতিটি সাইটে কয়েক মিনিটশুরুর সাল: 1981 1981 সালের মধ্যে, বায়ুকল-খামারের স্থান বাছাইয়ের জন্য প্রাথমিক কম্পিউটার বায়ু-সম্পদ মূল্যায়ন
মেগা-নক্ষত্রপুঞ্জের সংঘর্ষ-ঝুঁকি
কয়েক দশ হাজার স্যাটেলাইট ভাগ করে নেওয়া নিম্ন কক্ষপথে বিদ্যমান ধ্বংসাবশেষের সঙ্গে মিলিয়ে ট্র্যাক করা হয়, কাছাকাছি আসা, এড়ানোর কৌশল আর বিকল হওয়ার প্রভাব অনুমান করতে।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: একটি মেগা-নক্ষত্রপুঞ্জ কত সংঘর্ষ যোগ করবে, আর বিকল উপগ্রহ কত দ্রুত সরাতে হবে?
বাদ দেয়: ভবিষ্যৎ উৎক্ষেপণ-হার, ব্যর্থতা-হার ও পরিচালকের আচরণ অনুমান, আর ছোট অনুসরণহীন টুকরো ভালোভাবে জানা নয়।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি কয়েক দশকের কক্ষপথ-বিবর্তনের জন্য একটি ক্লাস্টারে কয়েক দিন।শুরুর সাল: 2017 Radtke ও সহকর্মীদের মেগা-নক্ষত্রপুঞ্জ মহাকাশের ধ্বংসাবশেষ-পরিবেশের সঙ্গে কীভাবে মিথস্ক্রিয়া করে তার গবেষণা। সূত্র
নিকট-অতিক্রমণ (কনজাংশন) সংঘর্ষের সম্ভাবনা
দুটি বস্তুর পূর্বাভাসিত কক্ষপথ, অনিশ্চয়তাসহ, কাছ দিয়ে যাওয়ার সময় তাদের ধাক্কা লাগার সম্ভাবনা হিসাব করতে ব্যবহার করা হয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই কাছাকাছি আসা এড়াতে থ্রাস্টার চালানো কি সার্থক?
বাদ দেয়: কক্ষপথের অনিশ্চয়তা প্রায়ই কম অনুমান করা হয়, আর একটি একক সম্ভাবনা ত্রুটির ধরে-নেওয়া আকারের ওপর ভীষণ নির্ভর করে।
যাতে চলে: প্রায় 106 FLOPS মোটামুটি প্রতি কাছাকাছি-আসার ঘটনার (কনজাংশন) জন্য কয়েক সেকেন্ড, হাজার হাজার বস্তুর ওপর চালানো।শুরুর সাল: 1999 সংঘর্ষের সম্ভাবনায় ত্রুটির বিশ্লেষণ নিয়ে Alfriend ও সহকর্মীদের কাজ। সূত্র
ধাতু ঢালাই ও কঠিনীভবন
গলিত ধাতু ছাঁচ ভরে ও জমে যায়, কোথায় খারাপভাবে ভরে বা সংকুচিত হয়ে ত্রুটি হয় তা অনুসরণ করা হয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: এই ঢালাই কি ঠিকমতো ভরবে, আর ত্রুটি কোথায় তৈরি হবে?
বাদ দেয়: আসল চুল্লি ও ছাঁচের অবস্থা একটি একক সিমুলেটেড ঢালার চেয়ে বেশি বদলায়।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি প্রকৌশল প্রতিষ্ঠানের ক্লাস্টার, প্রতিটি ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1985 1985 সালের মধ্যে, এই উৎপাদন-প্রক্রিয়ার প্রাথমিক কম্পিউটার সিমুলেশন
ঝালাইয়ের সিমুলেশন
ঝালাইয়ের চারপাশের সরু অঞ্চলে ধাতু গলে, মেশে ও ঠান্ডা হয়, সঙ্গে সেই চাপ যা তৈরি অংশকে বাঁকিয়ে দেয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: ঝালাই কি টিকবে, আর পরে যন্ত্রাংশ কতটা বেঁকে যাবে?
বাদ দেয়: ধরে নেয় পরিষ্কার, স্থির ঝালাই-অবস্থা, যা হাতে ঝালাইয়ে সবসময় থাকে না।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি প্রকৌশল প্রতিষ্ঠানের ক্লাস্টার, প্রতিটি ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1975 1975 সালের মধ্যে, এই উৎপাদন-প্রক্রিয়ার প্রাথমিক কম্পিউটার সিমুলেশন
সংযোজনমূলক উৎপাদন সিমুলেশন
একটি অংশ চলমান তাপ-উৎসে স্তরে স্তরে গড়া হয়, এতে যে গরম হওয়া, গলে যাওয়া ও অবশিষ্ট পীড়ন থেকে যায় তা অনুসরণ করা হয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: তৈরি অংশটি কি বেঁকে বা ফেটে যাবে, আর বিল্ড প্লেটে এটি কীভাবে বসানো উচিত?
বাদ দেয়: প্রকৃত রেজোল্যুশনে পূর্ণ-অংশ সিমুলেশন এখনো বেশির ভাগ উৎপাদন-সূচির জন্য অতি ধীর।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি প্রকৌশল প্রতিষ্ঠানের ক্লাস্টার, প্রতিটি ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1995 1995 সালের মধ্যে, এই উৎপাদন-প্রক্রিয়ার প্রাথমিক কম্পিউটার সিমুলেশন
ধাতু গঠন ও স্ট্যাম্পিং
ধাতুর পাত বা গরম পিণ্ড চাপ দিয়ে, স্ট্যাম্প করে বা পিটিয়ে চূড়ান্ত আকারে আনা।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: ধাতু কি চূড়ান্ত আকারে পৌঁছানোর আগে ফেটে বা কুঁচকে যাবে?
বাদ দেয়: ধরে নেয় একটি অভিন্ন সূচনা-পাত; আসল উপাদানের ব্যাচ তার চেয়েও বেশি বদলায়।
যাতে চলে: প্রায় 1014 FLOPS মোটামুটি একটি প্রকৌশল প্রতিষ্ঠানের ক্লাস্টার, প্রতিটি ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1980 1980 সালের মধ্যে, এই উৎপাদন-প্রক্রিয়ার প্রাথমিক কম্পিউটার সিমুলেশন
যন্ত্রে কাটার সিমুলেশন
একটি কাটার যন্ত্র ধাতু চিপ আকারে তুলে ফেলছে, সঙ্গে এতে সৃষ্টি হওয়া বল, তাপ ও ক্ষয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: যন্ত্র না ভেঙে বা পৃষ্ঠের মান না নষ্ট করে আমরা কত দ্রুত কাটতে পারি?
বাদ দেয়: বহু যন্ত্রাংশ জুড়ে সরঞ্জামের ক্ষয় এখনো বেশির ভাগই অতীত অভিজ্ঞতা থেকে অনুমান করা হয়, মৌলিক নীতি থেকে নয়।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি একটি প্রকৌশল প্রতিষ্ঠানের ক্লাস্টার, প্রতিটি ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1982 1982 সালের মধ্যে, এই উৎপাদন-প্রক্রিয়ার প্রাথমিক কম্পিউটার সিমুলেশন
ইনজেকশন মোল্ডিং সিমুলেশন
গলিত প্লাস্টিক ছাঁচের গহ্বর ভরে ও ঠান্ডা হয়ে তার চূড়ান্ত আকার নেয়।
যে প্রশ্নের উত্তর দেয়: ছাঁচ কি সমানভাবে ভরবে, আর কোথায় বেঁকে যাবে বা ত্রুটি দেখাবে?
বাদ দেয়: আসল প্লাস্টিক ব্যাচ ঠিক কীভাবে প্রবাহিত হয় তাতে ভিন্ন, আদর্শ পদার্থ-উপাত্তের ধারণার চেয়ে বেশি।
যাতে চলে: প্রায় 1013 FLOPS মোটামুটি একটি প্রকৌশল প্রতিষ্ঠানের ক্লাস্টার, প্রতিটি ক্ষেত্রে কয়েক ঘণ্টাশুরুর সাল: 1976 1976 সালের মধ্যে, এই উৎপাদন-প্রক্রিয়ার প্রাথমিক কম্পিউটার সিমুলেশন